(57)【要約】      （修正有）【課題】携帯電話器向けなどの液晶表示装置で使っていたＦＰＣ圧着機により、光ディスクの記録・再生装置向け波面補正用液晶セルにＦＰＣを接着する時平面性の悪化が少なくなる製造方法及び圧着装置を提供する。【解決手段】概ね１ｃｍ角以下の液晶セル２０の延出部を裏面側から受台４０の圧着受板３１で支持し、ＦＰＣ２１の接続部を裏面側から熱圧着ヘッド４１で加熱及び加圧して液晶セル２０とＦＰＣ２１とを接着する際に、液晶セル２０を経由して熱圧着ヘッド４１から圧着受板３１に送られる熱をＦＰＣ圧着機の本体３６に放熱し、圧着受板３１の上面を圧着温度より概ね１００℃低い温度に維持する。【選択図】図４
2010219222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶セルに形成された接続用電極と、異方性導電接着材と、ＦＰＣ（フレキシブルプリンテッドサーキット）の接続用電極とを積層し、この積層部を、圧着受部で支持し、熱圧着ヘッドで加熱及び加圧することにより前記液晶セルと前記ＦＰＣとを接着及び導電接続する小型液晶素子の製造方法において、
前記熱圧着ヘッドから前記圧着受部に送られる熱により、前記圧着受部の上面を、室温より高く、かつ、ＦＰＣを接着する温度より概ね１００℃程度低い温度に維持して前記圧着ヘッドによる過熱及び加圧を行うことを特徴とする小型液晶素子の製造方法。
【請求項２】
ベース材上に、液晶セル受け部と圧着受け部とＦＰＣ支持部とからなる受台を載せ、前記圧着受部に対向して熱圧着ヘッドを配置した圧着装置において、
前記圧着受部と前記ベース材との間に断熱材を配置し、前記液晶支持部を、前記圧着受け部と前記ベース材との間の熱流の経路としたことを特徴とする小型液晶素子の製造装置。
【請求項３】
前記圧着受部がセラミックからなり、前記液晶セル受部が金属からなることを特徴とする請求項２に記載の小型液晶素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶セルにフレキシブルプリンテッドサーキット（以下「ＦＰＣ」と呼ぶ）を導電接続した小型液晶素子の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクの読み書きに使用するレーザービームは、光学系の収差により光ディスク上で理想的な円形のスポットを結べなくなることがある。またＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤなど記録密度が異なる光ディスクを単一の記録・再生装置（ピックアップ）で読み書きする場合には、収差に加え複数の規格に対応しなければならないため所望のスポットを得るのに困難さが増す。これら以外にも様々な原因でスポットの劣化が生じるなかで、この劣化を補正するためレーザービーム光路中に液晶光学素子を挿入することがある。
【０００３】
例えば特許文献１には、ＴＮ（ツイストネマチック）液晶セル（液晶光学素子）を対物レンズの直前に配置し、対物レンズの実質的な開口数変更により光ディスク面上の光スポット径を調節し、記録密度が異なる２種類以上の光ディスクに対して情報の記録・再生を行える記録・再生装置が記載されている。
【０００４】
特許文献１に「対物レンズの開口径の可変を電気的に制御することができる。」と記載されているように、補正用液晶セルは電気的に駆動され、液晶セルと駆動回路とはＦＰＣを介して接着されることが多い。なおＦＰＣは接続用の電極が形成された部分（以後接続部と呼ぶ）を備え、液晶セルには一方の基板が他方の基板より延出し接続用の電極が形成されている部分（以後延出部と呼ぶ）がある。
【０００５】
例えば特許文献２の図２には液晶セル（７）に異方性導電接着材（異方性導電膜８）を介してＦＰＣ（６）を接着する様子が示されている。特許文献２に詳しい説明はないが、ふつう熱圧着ヘッド（短尺圧着ヘッド２）をＦＰＣ（６）の接続部に裏面側から押し当て、異方性導電接着材（異方性導電膜８）中の接着材成分を硬化させることにより、異方性導電接着材（異方性導電膜８）中の導電粒子によるＦＰＣ（６）の接続用電極と液晶セル（７）の接続用電極との導電接続を確実なものとしている。なお液晶セル（７）の延出部を裏面から押さえておくため、図４等に示されている受台（４）が必要となる。なお裏面とは接続用電極が形成されている面の反対側の面をいう（以下同様）。また（  ）は特許文献２の図２，４で使われている用語と番号を示している。加熱及び加圧によりＦＰＣの接続部を液晶セルの延出部に接着することを圧着と呼ぶことがある（以下同様）。
【０００６】
一般にＦＰＣ接着工程にかける時間を短くしたり良好な接着状態を確保したりするため、液晶セルの延出部を支える受台上面の領域を室温より高い温度に設定する。この温度設定を簡単に実現するには受台に蓄熱機能を持たせ、熱圧着ヘッドから受け取る熱を蓄えればよい。この方法を図１で説明する。
【０００７】
図１は、従来から使われているＦＰＣ圧着機（製造装置）の受台まわりの断面図である。なお、図１において受台１８には液晶セル１２とＦＰＣ１３が登載されている。受台１８は、圧着受板１４と液晶セル支持部１６とＦＰＣ支持部１５と断熱材１７とからなり、ベース材１９上に固定されている。圧着受板１４は、セラミックからなり、液晶セル１２の延出部を支えている。液晶セル支持部１６とＦＰＣ支持部１５は、ベークライトからなり、圧着受板１４に接し、それぞれ液晶セル１２の延出部およびＦＰＣ１３の接続部を除く領域を支えている。断熱材１７もベークライトからなり、圧着受板１４および液晶セル支持部１６、ＦＰＣ支持部１５の下に敷かれている。ベース材１９は鉄からなり、ＦＰＣ
圧着機に取り付け固定される。
【０００８】
液晶セル１２の延出部に異方性導電接着材(図示せず)とＦＰＣ１３の接続部を貼り付け、このＦＰＣ付液晶セル１２を受台１８上に設置する。続いて熱圧着ヘッド１１でＦＰＣ１３の接続部を加熱しながら加圧してＦＰＣ１３と液晶セル１２との接続用電極の導電接続を確実なものにする。このとき圧着受板１４は、熱伝導性の悪い液晶セル支持部１６、ＦＰＣ支持部１５および断熱材１７により取り囲まれているので、液晶セル１２の延出部を通じて熱圧着ヘッドから受け取る熱が蓄熱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５−１２０７２０号公報  （段落（０００９））
【特許文献２】特許第３０４１８７３号公報  （図２、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
携帯電話器などで多用されている表示用液晶セルは、数ｃｍ角以上の大きさがある。接眼レンズを使うビデオカムコーダのビューファインダ用液晶セルでも、数１０μｍ角の画素を縦横に数１００個配列しているので１ｃｍ角を下回ることはなかった。これに対し光ディスクの記録・再生装置で使用される液晶セルは、レーザービームが通過する領域が２〜３ｍｍ程度であり、全体としても外形が数ｍｍ角に納まる。また、記録・再生装置の光学系で発生する収差を補正する場合、この液晶セルはレーザー光の波面を制御することになるので、表示用液晶セルに比べると平面性に対する要求が厳しい。すなわち液晶光学素子用液晶セルは、表示用液晶セルと多くの工程を共通化できる一方で一部で異なった仕様が要求される。このようななかで波面制御用の小型液晶光学素子のＦＰＣ接着工程に前述の受台を備えたＦＰＣ圧着機を使用したところ液晶セルの平面性が悪化した。
【００１１】
本発明は、上記従来技術の有する問題に鑑みてなされたものであり、概ね１ｃｍ角を越えないような小型の液晶セルにＦＰＣを接着するとき、平面性の悪化が少なくなる製造方法及び圧着装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
平面性が悪化する主要な原因として、シールがＦＰＣ接着時の温度上昇で軟化し液晶セルに残存していた応力により変形する、ということが分かった。さらにＦＰＣ接着時の温度に比べ約１００℃程度低い温度にシールを維持しないと、シールが変形し平面性の劣化を招くことも判明した。表示用液晶セルは、液晶光学素子用の液晶セルに比べて外形（およびこれに伴う熱容量）が大きかったためシールが高温にならずに済んでいた。これに加え平面性に対する要求水準も低かったため平面性の劣化が気づかれなかった。反対に液晶光学素子などに使う小さな液晶セルはＦＰＣ接着時のシール温度が上昇しやすく平面性に対する要求水準も高いためこの問題が顕在化した。そこで熱圧着ヘッドから受台の圧着受部に流れ込む熱をＦＰＣ圧着機(製造装置)本体に放熱させてやると受台の圧着受部の温度をＦＰＣ接着温度に対し概ね１００℃程度簡単に下げることができる。
【００１３】
本発明の製造方法は、液晶セルに形成された接続用電極と、異方性導電接着材と、ＦＰＣの接続用電極とを積層し、この積層部を受台の圧着受部で支持し、ＦＰＣの接続部を裏面から熱圧着ヘッドで加熱及び加圧して液晶セルとＦＰＣとを接着する際、熱圧着部の上面を、室温より高く、ＦＰＣを接着するときより概ね１００℃程度低い温度に維持することを特徴とする。
【００１４】
本発明の圧着装置は、ベース材上に、液晶セル受け部と圧着受部とＦＰＣ支持部とから
なる受台を載せ、前記圧着受部に対向して熱圧着ヘッドを配置した圧着装置において、圧着受部とベース材との間に断熱材を配置し、液晶支持部を、圧着受部とベース材との間の熱流の経路としたことを特徴とする。
【００１５】
圧着受部がセラミックからなり、熱伝導部が金属からなっても良い。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように本発明の製造方法及び圧着装置は、概ね１ｃｍ角を越えないような液晶セルにＦＰＣを接着するときであっても平面性の劣化を少なくできる。これに加え、シール材料を変更しないで済むため、再評価や物流管理など材料変更にともなう様々な負荷を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来例の製造装置における受台周りの断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液晶セルの説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る受台周りの斜視図である。
【図４】本発明の実施形態の製造装置に係る受台周りの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面２，３，４を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１９】
図２において、本実施形態で対象となる液晶素子セル２０とそのＦＰＣ接着状況を説明する。（ａ）は液晶セルとＦＰＣ接続部周りの分解斜視図であり、（ｂ）は液晶セル２０の平面図である。
【００２０】
図２（ａ）において、液晶セル２０の上ガラス基板２４に対し下ガラス基板２５が延出している。この延出部２００に形成された接続用電極２６は、異方性導電フィルム（異方性導電接着材）を介してＦＰＣ２１の接続部２０１下面に形成された接続用電極２２と接続する。なおＦＰＣ２１と異方性導電フィルムの厚さは無視した。
【００２１】
図２（ｂ）で液晶セル２０の平面構造を説明する。上ガラス基板２４の周辺部にはシール２８が形成され、シール２８の内部にレーザービームの通過部２７がある。シール２８は熱硬化性のエポキシ樹脂で幅が０．２ｍｍ〜０．４ｍｍである。レーザービームの通過領域２７は直径が約３ｍｍの円で、上下のガラス基板２４，２５の内面側に波面補正用電極（図示せず）が形成されている。上ガラス２４は約６ｍｍ角の正方形であり、下ガラス２５は上ガラス２４から２ｍｍ程延出している。以上のように液晶セル２０の平面サイズは概ね１ｃｍ角以下に収まる。なおシール２８と上下のガラス基板２４，２５で形成される空間には液晶(図示せず)が封入され、波面補正用電極は接続用電極２６と接続している。液晶セル２０の接続用電極２６とＦＰＣ２１の接続用電極２２が重なりあう幅は略１．５ｍｍである。
【００２２】
図３において本実施形態の受台を説明する。図３は本実施形態に係る受台を液晶セル支持部３３側から眺めた斜視図である。ＦＰＣ圧着機（製造装置）の本体３６上にはベース材３５が配置され、さらにベース材３５上には受台４０が載っている。なお受台４０は、圧着受板３１（圧着受部）、液晶セル支持部３３（熱伝導部）、ＦＰＣ支持部３２、断熱材３４からなっている。ターンテーブル上に複数の受台４０を備えるロータリタイプのＦＰＣ圧着機である場合、本体３６はターンテーブルの表面に相当する。ベース材３５、液晶セル支持部３３は切削加工が可能な鉄である。液晶セル支持部３３は、約５０ｍｍｘ９
０ｍｍｘ１８ｍｍであり、液晶セル２０を固定する吸着孔（図示せず）を備えている。圧着受板３１は耐磨耗性の優れたセラミックからなり、サイズは約３ｍｍｘ９０ｍｍｘ１８ｍｍである。ＦＰＣ支持部３２と断熱材３４は加工性の高いベークライトである。
【００２３】
図４は図３の受台４０まわりの断面図であり、受台４０に液晶セル２０やＦＰＣ２１が搭載されている。図４において受台４０は、圧着受板３１と液晶セル支持部３３とＦＰＣ支持部３２と断熱材３４とからなり、ベース材３５上に固定されている。ベース材３５はＦＰＣ圧着機の本体３６に配置されている。圧着受板３１は、液晶セル２０の延出部２００とＦＰＣ２１の接続部２０１とを液晶セル２０の裏面側から支えている。液晶セル支持部３３は圧着受板３１に接し、液晶セル２０の非延出部を支えている。液晶セル支持部３３とベース材３５の間には空洞がある。ＦＰＣ支持部３２は、圧着受板３１に接し、ＦＰＣ２１の非接続部を支えている。断熱材３４は圧着受板３１およびＦＰＣ支持部３２の下に敷かれている。
【００２４】
液晶セル２０とＦＰＣ２１の位置合わせ方法を説明する。まず液晶セル２０をＦＰＣ支持部３２に突き当てる。次にＦＰＣ支持部３２形成された位置決め用ガイド（図示せず）にあわせてＦＰＣ２１を配置する。最後に顕微鏡を使い図２で示した液晶セル２０の電極２６とＦＰＣ２１の接続用電極２２との重ねあわせ具合を調整し、液晶セル２０を液晶セル支持部３３に吸着固定する。なお図２の異方性導電接着材２３は予めＦＰＣ２１の接続部２０１に貼り付けてある。
【００２５】
次に熱圧着工程を説明する。ＦＰＣ付液晶セル２０が受台４０上に設置された状態でＦＰＣ２１の接続部２０１の裏面に熱圧着ヘッド４１を押し当てる。このとき熱圧着ヘッド４１の温度は約２００℃で、加圧時間は１５秒、圧力は６Ｎ／ｃｍ２である。
【００２６】
この熱圧着工程において、熱圧着ヘッド４１から接続部２０１を通って圧着受板３１に熱が流れ込む。この熱は液晶セル支持部３３を経由してベース材３５に移り、さらにはＦＰＣ圧着機の本体３６に移る。ベース材、あるいはベース材とＦＰＣ圧着機本体３６は大きな熱容量を持つので概ね室温になっている。この結果、圧着受板３１の上面の温度は、６０℃から８０℃になった。
【００２７】
次に、本実施形態の作用及び効果について、図１の従来例などと対比しながら具体的に説明する。
前述のように本実施形態で使ったシールは、熱硬化するのに約２００℃を必要としていた。しかしながら本願発明者の調査によると、いったん硬化したシールを１３０℃まで加熱するだけで液晶セル２０の平面性が劣化しはじめた。すなわちＦＰＣ２１接着時の硬化温度より低い温度で平面性が劣化する。
【００２８】
図１の従来例においては、ＦＰＣ支持部１５及び液晶セル支持部１６とベース材１９の間にも断熱材１７を設けている。このため、作業を開始して最初のうちは圧着受板上面の温度が低く平面性の劣化は見られなかったが、連続して長時間作業を続けると圧着受板表面が１１０℃から１２０℃程度になり平面性の劣化が発生するようになった。
なおガラス基板用のエポキシ系熱硬化型シールは概ね本実施例で使ったものと特性が似ているから、一般的には室温より高くＦＰＣを接着するときより概ね１００℃程度低い温度に圧着受板上面を維持する必要があることが分かる。
【００２９】
一方、本実施例の断熱材３４を省略した場合は、圧着受板３１が直接ベース材３５に触れることになり、熱圧着ヘッド４１からの熱が直接的にベース材３５に移動するので温度制御しづらくなる。そこで本実施例のように熱が液晶セル支持部３３を迂回して流れるようにすると温度制御が容易になる。つまり液晶セル支持部３３が熱伝導機能とともに蓄熱
機能を有すると良い。また液晶セル支持部３３の底部を削っているので、熱流の抵抗となり液晶セル支持部３３上部の蓄熱性が増す。
【００３０】
なお、本実施例においては、平面性はＺＹＧＯ社製の位相シフト型干渉計を用い、標準偏差ＲＭＳが２０ｍλ以下を良品とした。なおλは、６３２．８ｎｍである。実施形態では異方性導電接着材２３としてフィルム状のものを使用したが、ペースト状のものでも良い。液晶セル支持部３３を放熱経路としたが、ＦＰＣ支持部３２を金属材料に変え放熱経路にしても良い。
【符号の説明】
【００３１】
１１，４１…熱圧着ヘッド、１２，２０…液晶セル、１３，２１…ＦＰＣ、１４，３１…圧着受板（圧着受部）、１５，３２…ＦＰＣ支持部、１６，３３…液晶セル支持部、１７，３４…断熱材、１８，４０…受台、１９，３５…ベース材、２２，２６…接続用電極、２３…異方性導電フィルム（異方性導電接着材）、２８…シール、３６…ＦＣＰ圧着機（製造装置）の本体、２００…液晶セルの接続部２０１…ＦＰＣの接続部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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